Phân tích mô phỏng ảnh hưởng của người sang đường lên dòng giao thông

Trần Vũ Tự...<br /> <br /> Phân tích mô phỏng ảnh hưởng của người sang đường lên dòng giao thông<br /> <br /> PHÂN TÍCH MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA NGƯỜI SANG ĐƯỜNG<br /> LÊN DÒNG GIAO THÔNG<br /> Trần Vũ Tự(1), Võ Trọng Bộ(1), Nguyễn Huỳnh Tấn Tài(2)<br /> (1)<br /> rường ại học Sư phạm Kỹ Thuật TP.HCM<br /> (2)<br /> rường ại Học Thủ Dầu Một<br /> Ngày nhận 29/12/2016; Chấp nhận đăng 29/01/2017; Email: tutv@hcmute.edu.vn<br /> <br /> Tóm tắt<br /> Bài báo xây dựng mô hình mô phỏng trong Netlogo để mô phỏng sự ảnh hưởng của<br /> người qua đường ảnh hưởng lên dòng giao thông xe máy trong điều kiện giao thông Việt<br /> Nam. Thông qua những số liệu quan sát thực tế, bài báo đã xây dựng mô hình đơn giản thể<br /> hiện sự tương tác giữa xe cộ khi tham gia giao thông. Bằng việc phân tích trong mô hình<br /> mô phỏng, bài nghiên cứu kết luận sự ảnh hưởng của người đi đường lên vận tốc của dòng<br /> giao thông là đáng kể, với sự chênh lệch giữa vận tốc lớn nhất và nhỏ nhất trong dòng giao<br /> thông lên đến 94% khi có sự ảnh hưởng của người băng qua đường. rong khi đó, sự ảnh<br /> hưởng này như không đáng kể khi không có sự ảnh hưởng của người băng qua đường.<br /> Từ khóa: người đi bộ, giao thông, xe máy, mô phỏng, Netlogo<br /> Abstract<br /> SIMULATION BASED ANALYSIS OF THE EFFECTS OF CROSSING<br /> PEDESTRIANS ON TRAFFIC FLOW<br /> The paper focuses on developing a simuation model in Netlogo to evaluate the effect<br /> of crossign pedestrians on the traffic perforance in motorcycle-dominated streets of<br /> Vietnam. By analyzing real data from the study sites, the paper developed a simple model<br /> showing the interaction among vehicles when traveling in traffic flows. Through simulation<br /> models, the paper concludes that the effect of crossing pedestrians on the traffic flow<br /> velocity is significant, in which the difference between minimum flow speeds and maximum<br /> flow speeds can reach to by 94%, meanwhile this difference is trivial in the case of no<br /> crossing pedestrians.<br /> 1. Giới thiệu chung<br /> Người đi bộ băng ngang qua đường không những ảnh hưởng đến sự lưu thông cục bộ của<br /> dòng giao thông mà còn liên quan đến khía cạnh an toàn giao thông trong môi trường xe gắn máy<br /> như ở Việt Nam. Ngoài các vị trí có vạch sang đường để qua, người đi bộ thường có thói quen<br /> băng qua đường tại các vị trí không có vạch sang đường. Hành vi này xuất phát từ lý do người đi<br /> đường muốn đi tắt cho nhanh để sang bên kia đường, đã ảnh hưởng không những đến an toàn<br /> giao thông mà còn ảnh hưởng đến tốc độ lưu thông của dòng xe trên đường.<br /> Theo một nghiên cứu gần đây [10] về tai nạn giao thông ở quận Bình Tân (TP Hồ Chí<br /> Minh), tỷ lệ tai nạn do người bộ hành qua đường chiếm tỷ lệ không nhỏ (lên đến 13%) trong<br /> tổng số vụ tai nạn. Chi tiết được minh họa như trong hình 2.<br /> 12<br /> <br /> Tạp chí Khoa học ại học Thủ Dầu Một<br /> <br /> Số 1(32)-2017<br /> <br /> Qua đường tại vị trí có vạch<br /> <br /> Băng ngang qua đường tại vị trí không vạch<br /> <br /> Hình 1. Người đi bộ băng qua đường<br /> <br /> Hình 2. Một số nguyên nhân<br /> gây tai nạn ở quận Bình Tân<br /> (TP.HCM) [10]<br /> <br /> Liên quan đến những nghiên cứu liên quan đến người đi bộ, có một vài nghiên cứu gần<br /> đây đáng được chú ý [4, 5, 9]. Tuy nhiên, tính chất dòng người qua đường ở Việt Nam cũng<br /> khá khác so với nơi khác trên thế giới do đặc thù dòng xe máy cũng như ý thức giao thông của<br /> người Việt. Hơn nữa, vì vị trí xảy ra việc băng ngang đường của người đi bộ xảy ra ở bất cứ vị<br /> trí nào người đi bộ muốn, việc dự tính, dự đoán chính xác các thuộc tính liên quan đến dòng<br /> giao thông trong điều kiện Việt Nam sẽ gặp khó khăn. Do đó, nghiên cứu cho việc ảnh hưởng<br /> của người đi bộ lên dòng giao thông ở Việt Nam là cần thiết.<br /> Chúng tôi xây dựng một chương trình mô phỏng trong Netlogo để mô phỏng sự ảnh<br /> hưởng của người sang đường lên dòng giao thông trong dòng giao thông hỗn hợp của Việt<br /> Nam. Trên cơ sở của chương trình mô phỏng đã phát triển, bài báo phân tích sự ảnh hưởng của<br /> người sang đường với các viễn cảnh khác nhau về lưu lượng giao thông cũng như số người<br /> sang đường trong nhóm.<br /> 2. Phát triển chương trình mô phỏng trong Netlogo<br /> 2.1. Giả thiết mô hình tương tác<br /> Sự ảnh hưởng lên thời gian đi lại gây ra bởi người đi bộ băng qua đường tác động lên xe<br /> hơi và xe máy trong dòng giao thông khác nhau do những sự khác nhau về kích thước, đặc tính<br /> của từng loại xe. Trong bài nghiên cứu này, tác giả tiến hành phân tích trên hai loại xe đó là xe<br /> máy và xe hơi. Theo khảo sát thực, một khi có người hoặc nhóm người băng ngang đường, xe<br /> trong dòng giao thông sẽ phản ứng theo ba kiểu hành vi điển hình. Đó là sẽ giảm tốc để chờ<br /> 13<br /> <br /> Trần Vũ Tự...<br /> <br /> Phân tích mô phỏng ảnh hưởng của người sang đường lên dòng giao thông<br /> <br /> tránh người đi bộ băng qua đường; hoặc là sẽ tăng tốc để vượt lên trước tránh người qua đường;<br /> hoặc là chuyển làn (hướng đi) để tiến lên và tránh người đi đường. Hành vi thứ ba liên quan đến<br /> chuyển làn để tránh người qua đường có những nhân tố phức tạp, nên sẽ được bỏ qua trong<br /> phạm vi nghiên cứu của nghiên cứu này.<br /> Nghiên cứu này tập trung chủ yếu vào hai trường hợp đầu tiên đó là giảm tốc và tăng tốc<br /> để tránh người băng qua đường. Khu vực nhận dạng của xe hơi và xe máy được giả thiết dạng<br /> hình nón với bán kính R và góc mở α cho các loại xe hơi và xe gắn máy được xác định từ<br /> những quan sát thực tế. Một khi có sự xuất hiện của xe hay người đi bộ trong khu vực nhận biết<br /> này, xe hơi, xe máy, các xe này sẽ phản ứng bằng cách tăng giảm vận tốc theo quy luật xe theo<br /> làn và xe chuyển làn đơn giản như hình 3.<br /> d<br /> <br /> S1<br /> <br /> 1<br /> Xe<br /> trong<br /> dòng<br /> giao<br /> thông<br /> <br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> Người<br /> qua<br /> đường<br /> <br /> S<br /> Hình 3. ương tác giữa xe và người băng qua đường<br /> <br /> 360.Si<br /> (1)<br /> i .<br /> Trong đó:<br /> Ri: Bán kính nhận biết(m)<br /> Si: Vùng ảnh hưởng i (m2)<br /> αi : Góc quan sát i (degree<br /> Ri <br /> <br /> αi<br /> <br /> Hình 4. Vùng nhận biết của phương tiện<br /> 2.2. Thuật toán của chương trình mô phỏng<br /> <br /> NetLogo là một môi trường lập trình mô phỏng lại tự nhiên và các hiện tượng xã hội<br /> được đưa ra bởi Uri Wilensky năm 1998, 1999 [12, 13]. Đây là môi trường phù hợp cho việc<br /> mô hình hóa các hệ thống phức tạp. Người lập trình có thể đưa ra hàng trăm hoặc hàng nghìn<br /> các chỉ dẫn cho các “tác tử” hoạt động độc lập, giúp cho việc nghiên cứu mối liên kết giữa các<br /> hành vi từ mức thấp đến cao của các cá thể và nổi bật sự tương tác giữa chúng. Ứng dụng<br /> 14<br /> <br /> Tạp chí Khoa học ại học Thủ Dầu Một<br /> <br /> Số 1(32)-2017<br /> <br /> Netlogo vào mô phỏng sự ảnh hưởng của người đi bộ băng qua đường lên dòng giao thông Việt<br /> Nam đã mang lại những kết quả bước đầu.<br /> <br /> Giao diện trong Netlogo<br /> <br /> Phát triển code trong Netlogo<br /> <br /> Hình 5. Các mô hình giả thiết trong nghiên cứu này<br /> Bắt đầu<br /> <br /> Bước i +1<br /> <br /> Bước i<br /> <br /> Kiểm tra khoảng trống phái<br /> trước<br /> <br /> N<br /> Tăng tốc<br /> <br /> Y<br /> Kiểm tra ngưỡng chuyển<br /> làn<br /> <br /> NGiảm tốc<br /> <br /> Y<br /> Có thể chuyển sang làn nhanh?<br /> <br /> NChuyển sang làn<br /> chậm<br /> <br /> Y<br /> Chuyển sang làn nhanh<br /> <br /> N<br /> <br /> Hết thời gian mô phỏng?<br /> Y<br /> Kết thúc<br /> <br /> Hình 6. Các mô hình giả thiết trong nghiên cứu này<br /> 15<br /> <br /> Trần Vũ Tự...<br /> <br /> Phân tích mô phỏng ảnh hưởng của người sang đường lên dòng giao thông<br /> <br /> 3. Kết quả<br /> 3.1. Xây dựng mô hình từ số liệu thực tế<br /> Xem xét cho 1 vị rí nghiên cứu với thành phần các phương tiện như trong hình 7, bán<br /> kính và góc ảnh hưởng của xe được xác định như trong bảng ước ượng như sau:<br /> <br /> Hình 7. Thành phần xe cộ lưu thông tại vị trí nghiên cứu<br /> <br /> Kết quả ước lượng trong SPSS:<br /> <br /> i  0.470Vi  39.802 (2)<br /> ( 0.47 )<br /> <br /> ( 3.59 )<br /> <br /> Ri  15.47Vi  266.2 (3)<br /> ( -1.86 ) ( 2.87 )<br /> 3.2. Kết quả mô phỏng<br /> Kết quả mô phỏng được xuất từ Netlogo như sau:<br /> 16<br /> <br />